Необходимость отличать свои действия от действия внешних причин намного предшествует психике. Если речь о каком-нибудь хищнике, притаившемся в кустах и облизывающемся на лакомый травоядный организм, весьма актуальным для мозга сего травоядного организма становится правильный ответ на вопрос: "Вот этот звук сейчас, это я его вызвал, или его источник находится вовне?" Правильный ответ тут может выиграть мозгу доли секунды на подготовку моторных команд и означать разницу между жизнью и смертью.
И точно то же справедливо для хищника, рискующего потратить силы зря, остаться голодным и погибнуть. Ему тоже очень надо отличать, возится ли там кто-то аппетитный по ту стороны кустов, или это собственное ухо и дыхание листья шевелят.
На самом деле у биологии больше чем один способ это порешать (на то и множество органов чувств, и модели из предыдущего опыта). Но сегодня я расскажу о том, который связан с движением и без которого сенсорным системам самим не справиться.
Наша нервная система, производя движение, сама же себе при том посылает сопутствующий разряд (его также ещё называют побочным разрядом или эфферентной копией сигнала \ команды; corollary discharge, efference copy). По количеству названий видно, что штука очень важная и её изучали в разных областях. А потом встретились, как в тоннеле, если роешь его навстречу друг другу с двух сторон.
Зачем она нам? Сопутствующий разряд — это копия моторной команды, которая сообщает сенсорным областям мозга, каких последствий следует ожидать от наших собственных действий.
«Сопутствующий разряд встречается у всех животных и во всех сенсорных системах, потому что он решает универсальную проблему: как животные различают сенсорные сигналы, поступающие из внешнего мира, и сигналы, возникающие вследствие их собственных действий? — говорит Брюс Карлсон, профессор биологии. — Это универсальная проблема, и сенсорные системы сами по себе не способны её решить».
То есть это очень ранняя находка биологии, оказавшаяся, как и сама нервная система, хорошим решением задачи довольно-таки быстрого движения в изменяющейся среде.
Например, когда мы поворачиваем голову, мы не хотим осознать при том, что весь мир внезапно поехал куда-то сам. Хотя зрительный сигнал наши глаза получают тот же самый, как если бы мы стояли, а мир вокруг провернулся. Однако, поскольку мозг же отправил команду на поворот головы, зрительная система получает копию этого сигнала и такая: ага, тогда мы сейчас ожидаем вот таких входящих данных, обратим внимание (это будет непроизвольное внимание) только на то, что не совпадёт с нашим прогнозом. А если всё достаточно совпадает, то продолжаем заниматься текущими задачами штатно.
Таким образом сенсорная система не перегружается, обрабатывая сигналы, вызванные своим же движением, как если бы не знала их причин. Хотя мозг, конечно, и тогда бы догадался, что произошло, но постфактум: вот оно уже случилось, весь мир поехал вправо, и после этого я вижу своё плечо теперь, а ещё из шеи ощущение, как при повороте и т.д. Вопрос не в том, что мозг совсем никак иначе не поймёт, что произошло. А в том, что он может понять это слишком поздно — и за счёт чего-то другого. Животные, которым пришлось бы расследовать ещё и то, что это они повернули чего-то куда-то, слишком заняты в этот момент, чтобы вычислить хищника в кустах.
В общем, мозг вполне себе Шерлок Холмс, но ему и так постоянно приходится заниматься дедукцией. И если мы освободим его от тривиальных кейсов, это позволит ему сосредоточиться на других. Вот это и обеспечивает сопутствующий разряд. Благодаря нему сенсорные системы знают, чего ожидать от наших движений, и сохраняют чувствительность к не объяснённым ими сигналам из внешней среды. На них-то затем и тратятся вычислительные ресурсы, чтобы по возможности верно их классифицировать (важно, важно разложить по правильным коробочкам), а значит найти подходящий ответ из доступных способов реагирования.
#клуб_исследования🐻❄️ #популяризавр🦕
Первая серия тут